在我国交通事业迅速发展的大背景下,重载车辆增多、超载现象严重、高温天气频发等因素使得车辙病害日益严重。综合分析了各种车辙处理措施后,发现采用硬质沥青改善沥青路面的车辙病害、提升路面服役寿命,是投入最少、最有效的措施。相较于欧洲国家,我国对于硬质沥青的研究多针对其高温性能,且相关研究的针对性并不充分,得到的结论也没有有效地指导实际施工。对于硬质沥青低温流变性能、疲劳性能方面的研究也存在着结论不一的现象,现有的沥青低温评价指标对于硬质沥青而言适用性不足,使得硬质沥青的推广受到限制。因此本文借助粘弹力学理论,从沥青的流变特性入手,研究了硬质沥青的高温流变特性、中温疲劳特性、低温流变特性。利用多种分析方法,综合探索了硬质沥青高温、低温评价指标,进一步研究了各硬质沥青的综合性能。探索了不同结构形式下的硬质沥青混合料路用性能,将硬质沥青在西北寒旱地区实际应用。主要研究内容和结论如下:首先通过不同温度下的布氏粘度试验结合改进的REFUTAS公式,得到了硬质沥青的粘温曲线,明确了硬质沥青的施工温度。通过硬质沥青不同老化状态下的温度、频率扫描试验表明硬质沥青的高温粘弹特性可以达到改性沥青水平。通过多应力重复蠕变恢复试验,表明硬质沥青可以在低应变的一定温度范围内保持结构稳定、粘弹性质不发生变化,并结合最新的沥青高温PG分级,发现30号硬质沥青可满足中交通等级要求,50号硬质沥青可满足轻交通等级要求。利用显著性分析方法,研究了标号、油源、老化程度等因素与各高温指标的显著性关系。通过不同温度下的LAS试验,得到了重复荷载作用下的应力-应变关系,并结合VECD模型评价了硬质沥青的疲劳特性,表明在合适的工作温度下,硬质沥青可以发挥媲美改性沥青的抗损伤能力。不同的硬质沥青适用于不同的荷载水平,因此在硬质沥青路面设计时需要考虑路面的荷载水平来选取硬质沥青。建立了应力峰值对应的应变与疲劳寿命的相关性,可通过应力峰值应变快速评价硬质沥青的疲劳性能。基于BBR试验,综合考虑硬质沥青低温变形和低温应力松弛,结合Burgers模型对硬质沥青的低温评价指标进行研究,得到了基于Burgers模型下的粘弹性参数,并进一步构建了松弛时间（λ）、低温评价新指标m（t）/S（t）、低温综合柔量参数（JC）等硬质沥青低温评价指标,通过沥青混合料小梁弯曲试验验证了各评价指标的合理性。通过DSC试验研究了硬质沥青的聚集状态随温度的变化,得到了硬质沥青的热流曲线与玻璃态转化温度。并以此为参考因素,利用灰色关联理论系统研究了硬质沥青的低温评价指标。结果表明蠕变速率m、松弛时间λ是基于玻璃态转化温度Tg得到的能较好评价沥青低温性能的指标。利用主成分分析方法,分析硬质沥青的各高、低温评价指标,客观评价了硬质沥青的综合性能。选用AC-13与ATB-25两种结构验证了硬质沥青混合料的路用性能。通过马歇尔稳定试验、冻融劈裂试验,发现硬质沥青混合料在经过冻融循环后依然具有良好的水稳定性。通过车辙试验,发现相对变形率和动稳定度表现出的硬质沥青混合料高温抗变形能力规律一致,这表明硬质沥青混合料的高温性能优异。通过低温弯曲试验、低温蠕变试验探索了硬质沥青的低温抗裂性能,表明上面层硬质沥青混合料可满足-9.0℃以上温度低温抗裂要求,基层硬质沥青混合料可满足-9.0℃--21.5℃内低温抗裂要求。为进一步探索硬质沥青的路用性能并验证本文室内试验研究成果的正确性,选取敦当高速公路DD3合同段铺筑硬质沥青试验段,并通过现场试验结果验证了硬质沥青试验路的合理性,为硬质沥青的推广提供了实际工程案例。同时也证明本文从流变学的角度得到的硬质沥青及其混合料高温、中温、低温评价体系是合理的。